JP4313164B2 - Pile head joint structure - Google Patents
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Description
本願発明は、基礎杭の杭頭部とフーチングや基礎スラブ、地中梁などの上部構造体下部との接合部である杭頭接合部の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a pile head joint that is a joint between a pile head of a foundation pile and a lower portion of an upper structure such as a footing, a foundation slab, or an underground beam.
基礎杭の杭頭部と上部構造体との接合部である杭頭接合構造としては、従来、杭頭部から上方にアンカー筋を突出させ、杭頭部をアンカー筋とともにフーチング基礎などの鉄筋コンクリート中に埋め込むのが一般的である。 Conventionally, as the pile head joint structure, which is the joint between the pile head of the foundation pile and the upper structure, the anchor bar protrudes upward from the pile head, and the pile head together with the anchor bar is used in reinforced concrete such as a footing foundation. It is common to embed in.
しかし、その場合、杭頭部が剛に近い高い固定度となるため、大きな地震が作用すると過大なせん断力や曲げモーメントにより杭頭部が破壊される恐れがある。 However, in that case, the pile head has a high degree of fixation close to rigidity, and therefore a pile head may be destroyed by an excessive shear force or bending moment when a large earthquake acts.
この問題に対し、杭頭部の固定度を低くすることで、地震等による杭頭部の破損を防止する構造が種々提案されている。 In response to this problem, various structures have been proposed that prevent the pile head from being damaged by an earthquake or the like by reducing the fixing degree of the pile head.
例えば、特許文献1には、図6に示すように、杭22の頭部と上部構造物21の下面との間に摩擦材26を介在させるとともに、杭頭部を貫通させる管状の水平力抵抗部材23を設けることで、大きな地震に遭遇した場合には、水平力抵抗部材23の制約の範囲で上部構造物21が杭頭部に対して水平移動できるようにし、杭頭部で上部構造物21の鉛直荷重を支持しつつ、杭頭部に過大なせん断力や曲げモーメントが作用しないようにした杭頭構造が記載されている。
For example, in
なお、特許文献1では、上部構造物21のロッキングに対しては、杭22の頭部と上部構造物21の摩擦材26との間に免震用積層ゴムを介在させることも提案されている。
In addition, in
また、特許文献2には、図7に示すように、フーチング32と杭頭部31との間にゴム板などによる緩衝部33を設け、杭頭部31を回転可能とした杭頭接合部が記載されている。その他、杭頭部31の中心から突出してフーチング32に定着される鉄筋を設け、引抜き力に抵抗させることも記載されている。
Further, in
特許文献3は、本願出願人に係るものであり、杭頭部にバンド状の接合具を利用して杭頭アンカー筋を取り付ける構造が記載されている。
杭頭部の固定度を低減するための、図6や図7の構造では、杭頭部とフーチング部との間で縁が切れていることで、地震時に発生する杭鉛直方向の引き抜き力が杭に伝達されず、上部建物の浮き上がりや転倒の可能性がある。 In the structure of FIG . 6 and FIG. 7 for reducing the fixing degree of the pile head, the pulling force in the vertical direction of the pile generated at the time of the earthquake is reduced because the edge is cut between the pile head and the footing part. There is a possibility that the upper building will be lifted or toppled without being transmitted to the pile.
上部建物の転倒に対し、特許文献1では免震用積層ゴムを介在させることも示唆されているが、積層ゴムは一般的には水平方向の変位を対象としており、鉛直方向の変形は鋼板を挟んで積層された薄肉のゴムの弾性範囲内に限定されるため、浮き上がりが生ずるような大地震にはほとんど効果がなく、実用的でない。
また、特許文献2では杭頭部から突出させた鉄筋をフーチング内に定着させることが示唆されているが、特許文献2記載の発明は杭頭部の回転を許容する構造であるため、仮に鉄筋を用いるとすると鉄筋を杭頭部の中心に設ける必要があり、かつ断面中心に位置する鉄筋により杭頭部とフーチングとの間での相対移動が拘束されて固定度が上がるので、本来的な効果である緩衝部の効果が損なわれてしまう。
このように、従来の低固定度の杭頭接合構造において、引抜き力や転倒モーメントに対処する必要性は認識されているものの、低固定度と引抜き抵抗の両者を満足させるのは困難であり、実用的な構造が得られていないのが現状である。 In this way, in the conventional low-fixed pile head joint structure, it is recognized that it is necessary to deal with the pulling force and overturning moment, but it is difficult to satisfy both the low fixed degree and the pulling resistance. At present, no practical structure has been obtained.
本願発明は、上述のような課題の解決を図ったものであり、杭頭接合部において、杭頭固定度を低減するとともに、鉛直方向の引抜き力を杭に効果的に伝達させることができる杭頭接合構造を提供することを目的としている。 The invention of the present application is intended to solve the problems as described above, and at the pile head joint, the pile head fixing degree can be reduced, and the vertical pull-out force can be effectively transmitted to the pile. It aims to provide a head joint structure.
本願の請求項1に係る発明は、基礎杭としての節杭の杭頭部と上部構造体との接合構造において、前記上部構造体を支持する基礎杭の杭頭部と上部構造体とを、該杭頭部の上面と上部構造体の下面との間に縁切用のプレートを介在させることで、水平方向に相対移動可能とし、かつ前記杭頭部の外周部である節部の直下の外周面に、あらかじめ周方向に複数本のアンカー筋を取り付けたバンド状接合具を締め付け固定し、該バンド状接合具に取り付けられた複数本のアンカー筋の先端部を、前記縁切用のプレートを貫通させて、前記上部構造体のコンクリート中に定着させてあることを特徴とするものである。 The invention according to a first aspect of the present invention, in the bonding structure between pile head and the upper structure of Fushikui as foundation piles, the pile head and the upper structure of the foundation pile for supporting the upper structure, By interposing a plate for edge cutting between the upper surface of the pile head and the lower surface of the upper structure, the plate can be relatively moved in the horizontal direction, and directly below the node that is the outer periphery of the pile head . A band-shaped connector having a plurality of anchor bars attached in advance in the circumferential direction is fastened and fixed to the outer peripheral surface, and the distal ends of the plurality of anchor bars mounted on the band-shaped connector are connected to the edge cutting plate. And is fixed in the concrete of the superstructure.
ここでいう、上部構造体とは、基礎杭に支持されるフーチングなどの建物基礎部を含めた建物、その他の構造物の一部または全体を指す。 Here, the upper structure refers to a part or the whole of a building including a building foundation such as a footing supported by a foundation pile and other structures.
杭頭部で上部構造体の鉛直荷重を支持しつつ、水平方向に相対移動可能とするためには、杭頭部と上部構造体との間の縁を切り、かつこれらの当接面の摩擦係数ができるだけ低くなるようにするか、あるいは杭頭部と上部構造体との間に水平方向の変形量の大きい変形部材を介在させることなどが考えられる。 To support the vertical load of the upper structure at the pile head and to enable relative movement in the horizontal direction, the edge between the pile head and the upper structure is cut, and the friction between these contact surfaces It is conceivable to make the coefficient as low as possible, or to interpose a deformable member having a large amount of deformation in the horizontal direction between the pile head and the upper structure.
請求項1に係る発明は、その具体的な形態として、縁切用のプレートを介在させる場合を限定したものである。 The invention according to 請 Motomeko 1 has as its specific form, is obtained by limiting the case of interposing the plate rim switching.
一方、アンカー筋については、前述した本願出願による特許文献3記載の発明のように、杭頭部の外周部に固定した接合具に取り付けられた複数本のアンカー筋の先端部を上部構造体のコンクリート中に定着させる。
On the other hand, as for the anchor bars, as in the invention described in
この場合、既成杭に対し、杭頭部のアンカー筋を後から簡単に取り付けることができ、かつアンカー筋の上部構造体への定着の構造は従来の剛な杭頭接合構造の場合と同様の配置が可能であるため、上部構造体からの転倒モーメント、引抜き力は、アンカー筋を介して確実に杭に伝達され、上部構造体の浮き上がりを抑制することができる。 In this case, the anchor bar of the pile head can be easily attached to the existing pile, and the anchoring structure of the anchor bar to the upper structure is the same as that of the conventional rigid pile head joint structure. Since the arrangement is possible, the overturning moment and the pulling force from the upper structure are reliably transmitted to the pile via the anchor bars, and the lifting of the upper structure can be suppressed.
また、杭頭部の外周部に固定したアンカー筋の上部構造体に埋設されている部分以外はフリーな状態にあり、大きな地震などによる杭頭部と上部構造体との水平方向の相対移動に対しては実質的に抵抗しない。すなわち、アンカー筋としての鉄筋あるいはPC鋼材は、水平方向への剛性は小さいため、水平力への固定度に影響を与えることなく、引き抜き力を伝達することができる。 In addition, the part other than the part embedded in the upper structure of the anchor reinforcement fixed to the outer periphery of the pile head is in a free state, and the horizontal movement between the pile head and the upper structure due to a large earthquake etc. It does not resist substantially. That is, since the reinforcing bar or PC steel material as the anchor bar has a small rigidity in the horizontal direction, the pulling force can be transmitted without affecting the fixing degree to the horizontal force.
なお、この部分については、通常、杭頭部の土砂の埋め戻しによりアンカー筋の下部が土砂等に埋まった状態となるが、発泡樹脂その他任意の埋め戻し材料の利用が可能である。 In addition, about this part, although the lower part of an anchor reinforcement will be in the state normally buried in earth and sand etc. by the backfilling of the earth and sand of a pile head, utilization of foaming resin and other backfilling materials is possible.
アンカー筋や接合具については、防錆処理等を十分行っておくことが望ましい。また、アンカー筋として、炭素繊維、アラミド繊維等の連続繊維を束ねた補強体などを用いてもよい。 It is desirable that the anchor bars and joints are sufficiently subjected to rust prevention treatment or the like. Moreover, you may use the reinforcement etc. which bundled continuous fibers, such as a carbon fiber and an aramid fiber, as an anchor reinforcement.
本願発明の杭頭接合構造において、接合具としては、杭頭部の外周面に締め付け固定されるバンド状の接合具を用いる。 Te pile joint structure odor of the present invention, the contact Gogu, a band-shaped connectors which are fastened to the outer peripheral surface of the pile head.
このバンド状の接合具としては、前述した本願出願人による特許文献3に記載されているように、例えばリングを2分割した形状のバンド状接合具を杭頭部の外周面から突き合わせ、端部どうしをボルトなどで締め付ける構造がある。また、本願発明では、このバンド状接合具を節部の直下で固定するため、引抜き力に対し節部による抵抗も得られる。
As this band-shaped connector, as described in
縁切用のプレートとしては、鋼板などを用いることができるが、摩擦係数を低減するため、フッ素樹脂加工を施したプレート等を用いることもできる。また、間に低摩擦材料を介在させることも可能である。 As the edge cutting plate, a steel plate or the like can be used, but in order to reduce the friction coefficient, a plate or the like subjected to fluororesin processing can also be used. It is also possible to interpose a low friction material between them.
また、この請求項1に係る杭頭接合構造において、複数本のアンカー筋は縁切用のプレートを貫通している。 Further, pile head joint structure odor according to the
縁切用のプレートの径は、設計等において想定される杭頭部と上部構造物の水平方向の相対移動の距離などに応じて決めることができるが、アンカー筋を縁切用のプレートを貫通させて配置する場合、上部構造物のフーチングなどのコンクリートの打設において、あらかじめプレートに複数のアンカー筋を貫通させた状態でコンクリートを打設するようにすれば、双方が互いの位置決め材として機能し、施工が容易となる。 The diameter of the edge cutting plate can be determined according to the distance of horizontal relative movement between the pile head and the superstructure assumed in the design, etc., but the anchor bars penetrate the edge cutting plate. When placing concrete, such as footing of superstructure footing, if concrete is placed with a plurality of anchor bars penetrating the plate in advance, both function as positioning materials for each other. and, construction is that easy and Do not.
請求項2は、請求項1に係る杭頭接合構造において、前記複数本のアンカー筋の前記縁切用のプレートの貫通位置を、前記節杭の節部の外周位置より外側としてある場合を限定したものである。In the pile head joint structure according to
本願の請求項3に係る発明は、基礎杭としての節杭の杭頭部と上部構造体との接合構造において、前記上部構造体を支持する基礎杭の杭頭部と上部構造体とを、該杭頭部の上面と上部構造体の下面との間に免震支承を介在させることで、水平方向に相対移動可能とし、かつ前記杭頭部の外周部である節部の直下の外周面に、あらかじめ周方向に複数本のアンカー筋を取り付けたバンド状接合具を締め付け固定し、該バンド状接合具に取り付けられた複数本のアンカー筋の先端部を、前記上部構造体のコンクリート中に定着させてあることを特徴とするものである。 In the invention according to
上部構造体を杭頭部に対し水平方向に相対移動可能に支持する方法としては、積層ゴムなどの免震支承を介在させて支持する方法がある。背景技術の項で述べた特許文献1には積層ゴムにより引抜き力に抵抗することが示唆されているが、本願の請求項3に係る発明においては、引抜き力には杭頭部の外周に固定されるアンカー筋が抵抗する構造となっており、積層ゴムに無理な引抜き力が作用することはない。
As a method for supporting the upper structure so as to be relatively movable in the horizontal direction with respect to the pile head, there is a method for supporting the structure by interposing an isolation bearing such as laminated rubber.
本願発明によれば、地震時における水平力に対する杭頭部の固定度を低減することで、せん断力や曲げモーメントによる杭頭部の破壊を防止することができ、かつ杭頭部の外周に固定したアンカー筋により引抜き力に対抗し、構造物の転倒や浮き上がりを防止することができる。 According to the present invention, by reducing the fixing degree of the pile head with respect to the horizontal force at the time of an earthquake, it is possible to prevent the pile head from being destroyed by a shearing force or a bending moment, and to fix the pile head to the outer periphery of the pile head. The anchor muscles against the pulling force can prevent the structure from toppling or lifting.
図1は、本願発明の一実施形態における要部の概要を示したもので、基礎杭としての節杭1の杭頭部上面と、上部構造体としてのフーチング5との間に縁切用の鋼板からなるプレート6を介在させることで、節杭1の杭頭部とフーチング5が水平方向に相対移動可能となっている。
FIG. 1 shows an outline of a main part in one embodiment of the present invention, and is used for edge cutting between a pile head upper surface of a
プレート6はフーチング5側の下面に固定されており、図示した実施例では外周部に下向きに突出する壁を有する箱形とし、杭頭部をその範囲内で水平移動可能としているが、平板でもかまわない。
The
また、節杭1の杭頭部については、その外周部である節部1bの直下にあらかじめ周方向に複数本のアンカー筋3を取り付けたバンド状接合具2を固定し、フーチング5側のプレート6を貫通させてアンカー筋3をフーチング5のコンクリート5a内に定着させてある。
Moreover, about the pile head part of the
この例で、バンド状接合具2は、リングを2分割した形状を有し、端部どうしを突き合わせてボルト4で締め付けている。
In this example, the band-shaped
図2は、この杭頭接合構造の作用の説明図である。すわなち、図2(a) のように、プレート6を介して杭頭部(節杭1の頭部)と上部構造体(フーチング5)とが水平方向に相対移動可能となっていることで、杭頭部で上部構造体の鉛直荷重を支持しつつ、地震時の水平力の杭頭部への伝達が低減される。
Drawing 2 is an explanatory view of an operation of this pile head junction structure. That is, as shown in FIG. 2 (a), the pile head (head of the joint pile 1) and the upper structure (footing 5) can be relatively moved in the horizontal direction via the
また、図2(b) のように、杭頭部(節杭1の頭部)に接合具2により取り付けられたアンカー筋3の上部が、上部構造体(フーチング5)に定着されていることで、鉛直方向に発生する引抜き力を杭に伝達することができる。
Moreover, as shown in FIG. 2 (b), the upper part of the
図3〜図4は、本願発明の杭頭接合構造の変形例を示したものである。 3 to 4 show modified examples of the pile head joint structure of the present invention.
図3は、節杭1の杭頭部を球形状として、フーチング5の下面のプレート6も曲面とすることで、球面座状の接触面を形成している。
In FIG. 3, the pile head of the
この場合、水平方向の相対移動に加え、回転が可能であり、また球面であるため地震後の原位置への復帰がスムースとなる。 In this case, in addition to the horizontal movement relative rotation is possible and reversion ing and smooth to the original position after the earthquake for a spherical surface.
図4は、杭頭部に積層ゴム8を介在させ、杭頭部の滑りではなく、積層ゴム8の水平ばねとしての水平変形性能により、杭頭部と上部構造体とが水平方向に水平移動可能となるようにしたものである。 FIG. 4 shows that the laminated rubber 8 is interposed in the pile head, and the pile head and the upper structure are horizontally moved by the horizontal deformation performance as a horizontal spring of the laminated rubber 8 instead of the sliding of the pile head. It was made possible.
図5は、本願発明の施工時における縁切用のプレートの取付け方法の一例したもので、地盤中に打設した節杭1の杭頭部に、アンカー筋3を取り付けたバンド状接合具2を固定し、そのアンカー筋3に縁切用プレート6を通している状態である。
FIG. 5 shows an example of a method for attaching the edge-cutting plate at the time of construction according to the present invention . The band-
この場合、あらかじめ縁切用プレート6にアンカー筋3を貫通させるための貫通孔を設けておき、その貫通孔にアンカー筋3を通しながら、縁切用プレート6を節杭の杭頭部上端に設置する位置まで降ろす。上部構造体のフーチングなどの型枠が組まれた状態でコンクリートを打設することにより、縁切用プレート6はフーチング等のコンクリートと一体化し、アンカー筋3の上部はコンクリート中に定着される。
In this case, a through hole for penetrating the
このような手順で組立てを行えば、アンカー筋3および縁切用プレート6が相互に位置決めの機能を有し、杭頭部に対する縁切用プレート6の位置決め作業も簡単である。
If the assembly is performed in such a procedure, the anchor bars 3 and the
その他、必要に応じ縁切用プレート6の上面にシアーコネクターを設けるなどして、縁切用プレート6とフーチング等との一体化を高めることができる。
In addition, integration of the
なお、図5の方法は一例を示しただけであり、本願発明の杭頭接合構造の施工手順はこれに限定されるものではない。 In addition, the method of FIG. 5 only showed an example, and the construction procedure of the pile head junction structure of this invention is not limited to this.
1…節杭、1a…軸部、1b…節部、2…バンド状接合具、2a…フランジ部、3…アンカー筋、4…ボルト、5…フーチング、5a…コンクリート、6…プレート、7…杭、8…積層ゴム支承、9…地盤
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